全国1卷物理试题解析docWord格式.docx
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【解析】画出c的受力图如下两种情况：
从力的
方向可以判断：
a、b的电荷异号。
设小c所带电荷量的绝对值为qc，设小球b所带电荷量的绝对值为q,，则小球a所带电荷量
kQq
的绝对值为kq，根据库仑定律Fr2（此式中的k为静电力恒量，与题设k不同）有
4
Fac
k
9
，有根据力三角形与边三角形相似，
Fbc
，解得k
2764，D正确。
有Fbc
【答案】16．D
17．如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，O为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆。
M端位于PQS上，O
M与轨道接触良好。
空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为
B，现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）；
再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'
（过程Ⅱ）。
在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则BB等于
5
7
D．2
A．4
B．2
C．4
【解析】在过程Ⅰ中
__
t
B
r
qIt
，在过程
E
RR
R
Ⅱ中q
（B'
B）
r2
B3
。
二者相等，解得B=2
【答案】17．B
18．如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：
bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。
一质量为m的小球。
始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。
小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为
A．2mgRB．4mgRC．5mgRD．6mg
【解析】当小球从a到c的过程中，根据动能定
理F（2RR）mgR
，已知F
mg，解得vc2gR
mvc
小球从c点运动到其轨迹最高点，设小球升高h，
则mgh0
，得h
2R。
此过程小球在水平
方向上的位移x
1at2
，其中a
F
g，t
2h
2R
m
g
（根据竖直方向的运动算得），解得x2R
根据机械能的增量为除重力外的外力即力F所做的功，小球从a点开始运动到其轨迹最高
点，E机WFF（2RRx）5mgR
6
【答案】18．C
19．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。
下列说法正确的是
A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的
N极指向垂直纸面向里的方向
C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的
N极指向垂直纸面向外的方向
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
【解析】A．开关闭合后的瞬间，铁芯内磁通量向右并增加，根据楞次定律，左线圈感应电流方向在直导线从南向北，其磁场在其上方向
里，所以小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A正确；
B、C直导线无电流，小磁针恢复图中方向。
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬
间，电流方向与A相反，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确。
【答案】19.AD
20．2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。
根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星
A．质量之积B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度
【解析】设两颗中子星相距为L，质量分别为m1、m2，轨道半径分别为r1、r2，根据万有引力提
供向心力，有
Gm1m2
m1
r1
m2
r2
，因为r1r2
L，
L2
所以质量之和为m1
2L2
2L3
G
（r1
r2）=G，其中
8
（T
s），L400km，可求，B
正
T=24
12
确。
根据vr，得v1
v2
r2）L，可求。
C正确；
可以求出两颗中子星互相绕着运动的角速度，
不
可以求出各自的自转角速度，D错误。
【答案】20．BC
21．图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。
一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6
eV。
A．平面c上的电势为零B．该电子
可能到达不了平面f
C．该电子经过平面d时，其电势能为4e
V
D．该电子经过平面b时的速率是经过d时
的2倍
【解析】设相邻两条等势线之间的电势差为U0，
根据从a到d的过程中克服电场力所做的功
为6eV，We3U06eV，所以U02V并且电势
从a向f逐渐降低。
已知平面b上的电势为
2V，所以平面c上的电势为零，A正确；
因为从a到f，电势降低4U08V，所以电势能
增大8eV，动能减少8eV，可能到达f；
但如果在a时速度方向在a平面内，加速度方向向左，就可能到达不了平面f，所以B正确。
从上图可以看出，该电子经过平面d时，其电势能为2eV，C错误；
该电子经过平面b时的动能是经过d时的2倍，所以速率是2倍。
【答案】21．AB
三、非选择题：
共174分，第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。
第33~38题为选考题，考生根据要求作答。
10
（一）必考题：
共129分。
22.（5分）如图（a），一弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一托盘：
一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；
托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装
置，简化为图中的指针。
现要测量图（a）
中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，
移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标
尺读数为1.950cm；
当托盘内放有质量为0.
100kg的砝码时，移动游标，再次使其零
刻度线对准指针，标尺示数如图（b）所示，
其读数为_______cm。
当地的重力加速度大
小为9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为_____
___N/m（保留3位有效数字）。
【解析】游标卡尺的读数：
主尺读3.7cm，游标
11
尺的第15个格与主尺某格对齐，所以读数
为0.05150.75mm，所以弹簧伸长为3.775cm。
0.100
9.80
弹簧的劲度系数为kx
3.775
102
N/m53.7N/m
【答案】22．（5分）3.775
53.7
23.（10分）某实验小组利用如图（a）所示的电
路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：
置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0Ω：
电源E（6V，内阻
可忽略）：
电压表
（量程150mV）：
定
值电阻R0
20.0Ω），滑动变阻器R
（阻值
（最大阻值为1
000Ω）：
电阻箱R2（阻
值范围0-999.9Ω）：
单刀开关S1，单刀双掷开关S2。
实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读
数为某一值U0：
保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0：
断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0°
C，实验得到的R2-t数据见下表。
t/25.030.040.050.060.070.080.0
℃
R/
900.680.500.390.320.270.240.
Ω
回答下列问题：
（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应
移动到（填“a”或“b”）端；
（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2-t曲线：
（3）由图（b）可得到R1，在25℃-80°
C范围
13
内的温度特性，当t=44.0℃时，可得R1
Ω；
=
（4）将Rt握于手心，手心温度下
R2的相应读
数如图（c）所示，该读数为
Ω，则手心温
度为
℃。
【解析】电流要从小逐渐增大，所以，电阻要逐渐减小，初始位置在电阻最大处，即b。
【答案】23．（10分）
（1）b
（2）如图所示
（3）450（4）620.033.0
24．（12分）一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。
爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，求
（1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆
14
h2，由机
炸所经过的时间；
（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度
【解答】24．
（1）设烟花弹上升的初速度为v0，由题给条件有E1mv02①
设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用
的时间为t，由运动学公式有
0v0
gt
②
联立①②式得t
2E③
（2）设爆炸时烟花弹距地面的高度为
h1，
由机械能守恒定律有E=mgh1④
火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直
方向运动，设炸后瞬间其速度分别为v1和
v
由题给条件和动量守恒定律有
1mv12
1mv22
⑤
⑥
mv1
mv2
由⑥式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动部分做竖直上抛运动。
设爆炸后烟花弹上部分继续上升的高度为
121
械能守恒定律有4mv12mgh2⑦
15
联立④⑤⑥⑦式得，烟花弹上部分距地面的最大高度为hh1h22Emg⑧
25.（20分）如图，在y>
0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E，在y<
0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。
一个氕核11H和一个氘核21H先后从y轴上y=h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向。
已知11H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°
，并从坐标原点O处第一次射出磁场。
11H的质量为m，电荷量为q不计重力。
求
（1）11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离
（2）磁场的磁感应强度大小
（3）12H第一次离开磁场的位置到原点O
的距离
【答案】25．
（1）11H在电场中做类平抛运动，
a1t1
在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示。
设11H在电场中的加速度大小为a1，初速度大小为v1，它在电场中的运动时间为t1，第一次进入磁场的位置到原点O的距离为s1。
由运动学公式有
s1v1t1①
h
1a1t12
由题给条件，轴正方向夹角
量的大小为
11H进入磁场时速度的方向与x
160。
1H进入磁场时速度y分
v1tan1③
联立以上各式得s1233h④
（2）11H在电场中运动时，由牛顿第二定律
有qEma1⑤
设11H进入磁场时速度的大小为
v1，由速度合
成法则有v1v1
（a1t1）⑥
设磁感应强度大小为B，11H在磁场中运动的
圆轨道半径为
R1，由洛伦兹力公式和牛顿
mv2
第二定律有
qv1B
R⑦
17
由几何关系得s1
2R1sin1⑧
联立以上各式得B
6mEqh
⑨
（3）设21H在电场中沿x轴正方向射出的速
度大小为v2，在电场中的加速度大小为
a2，
由题给条件得2
1⑩
（2m）v
由牛顿第二定律有qE2ma2?
设21H第一次射入磁场时的速度大小为v2，速度的方向与x轴正方向夹角为2，入射点
到原点的距离为s2，在电场中运动的时间
为t2。
由运动学公式有s2
v2t2?
?
a2t2
sin2
a2t2
v2v2
（a2t2）?
联立以上各式得s2
s1，
21，v2
22
v1?
18
设21H在磁场中做圆周运动的半径为R2，由⑦?
式及粒子在匀强磁场中做圆周运动
的半径公式得R2
2R1?
qB
所以出射点在原点左侧。
设
21H进入磁场的
入射点到第一次离开磁场的出射点的距离
为s2，由几何关系有s2
2R2sin
2?
联立④⑧?
式得，1H第一次离开磁场时得位置到原点O的距离为
s2s2
（2-1）h
（二）选考题：
共45分。
请考生从2道物理题、
2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。
如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
33．[物理—选修3-3]（15分）
（1）（5分）如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、
④到达状态e，对此气体，下列说法
正确的是（选对1个得2分，选
对2个得4分，选对3个得5分：
每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
19
A．过程①中气体的压强逐渐减小
B．过程②中气体对外界做正功
C．过程④中气体从外界吸收了热量D．状态c、d的内能相等
E．状态d的压强比状态b的压强小【解析】对于E，连接Od交ab于b’，Od是等压线，则PdPb'
，又ab是等容线，因
为Tb>
Tb’，所以PbPb'
。
所以PbPd，D正确。
其余比较容易，不赘述。
【答案】33.
（1）BDE
（2）（10分）如图，容积为V的汽缸由导
20
热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。
开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0，现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积
为V8时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6，不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。
求流入汽缸内液体的质量。
【答案】33．
（2）设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；
下方气体的体积为V2，压强为p2，在活塞下移的过程中，活塞上下方气体的温度均保持不变。
由玻意耳定律
得p0
p1V1①
p0
p2V2②
21
由已知条件得V1
V③
V2
④
24
设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条
件得p2Sp1Smg⑤
联立以上各式得m15p0S⑥
26g
34．[物理一选修3-4）（15分）
（1）（5分）如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A=30°
，一束红光垂直
AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°
，则玻璃对红光的折射率为_____。
若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角__
____（“小于”“等于”或“大于”）60°
sini
sin600
，因为同一玻璃对蓝
【解析】n
sin30
03
sinr
光的折射率大于红光，所以大于。
【答案】34．
（1）3大于
（2）（10分）一列简谐横波在t=13s时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中
的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。
（i）波速及波的传播方向；
（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。
【解答】34.
（2）（i）由图（a）可以看出，该波
的波长为
36cm①
由图（b）可以看出，周期为T=2s②
波速为v
18cm/s③
T
由图（b）知，当t
31s时，Q点向上运动，结
合图（a）可得，波沿负方向传播。
（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别
为x
PQ
由图（a）知，x=0处
A
，
、x
yAsin（30
）
因此xP
30
3cm④
360
由图（b）知，在t=0时Q点处于平衡位置，
经t
31s，其振动状态向x轴负方向传播至P
点处，由此及③式有xQxPvt6cm⑤
由④⑤式得，质点
Q的平衡位置的x坐标
为xQ=9cm⑥
23
【波函数法】
（i）同上
（ii）Q点的振动方程
（因为波向
yAcos（t
左传播）
波函数为y
cos（2t
2x），将T
2s，
0.36m代入
x）对比波函数有
2，解得
得ycos（t
0.36x
x0.09m
（写于2018-6-23星期六）
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